81《气体的等温变化》

1、高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）第八章第八章 气气 体体高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 打足气的自行车在烈日下曝晒，常打足气的自行车在烈日下曝晒，常会爆胎。为什么？会爆胎。为什么？ 用高压锅煮饭，饭刚熟后，锅盖打不用高压锅煮饭，饭刚熟后，锅盖打不开，过一段时间后就能打开，为什么？开，过一段时间后就能打开，为什么？ 生活中的许多现象表明，气体的生活中的许多现象表明，气体的压强压强、体积体积、温度温度三个状态参量之间存在一定的三个状态参量之间存在一定的关系。关系。生活中的物理生活中的物理高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 一定

2、质量的气体，在温度不变的条件下一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化的关系，叫做气体的其压强与体积变化的关系，叫做气体的等等温变化温变化。一、一、等温变化等温变化 温度不变时，气体的压强和体积温度不变时，气体的压强和体积之间有什么关系？之间有什么关系？想一想：想一想：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地用注射器密闭一定质量的空气，缓慢地推推动动和和拔出拔出活塞，观察活塞中空气体积和压活塞，观察活塞中空气体积和压强的变化？强的变化？做一做做一做：压强压强增大增大体积体积减小时减小时，体积体积增大增大时时，压强压强减小减小猜想猜想

3、温度不变时，压强与体积成反比温度不变时，压强与体积成反比高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）实验：探究气体等温变化的规律实验：探究气体等温变化的规律设计实验设计实验数据处理数据处理测量哪些物理量测量哪些物理量（猜想）（猜想）体积、压强体积、压强图像法图像法乘积一定乘积一定注意事项注意事项 温度不变温度不变研究对象研究对象封闭气体封闭气体高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）主要步骤：主要步骤：1、密封一定质量的气体。、密封一定质量的气体。2、改变气体的体积，记录气体长度和该、改变气体的体积，记录气体长度和该 状态下压强的大小。状态下压强的大小。3、数据处理

4、。、数据处理。注意事项：注意事项：1、尽量避免漏气。、尽量避免漏气。2、不要用手握住玻璃管。、不要用手握住玻璃管。3、移动活塞要缓慢。、移动活塞要缓慢。高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）实验数据的处理实验数据的处理次数次数12345压强（压强（atm)3.02.52.01.51.0体积（体积（L）1.31.62.02.74.00.77 0.63 0.50 0.37 0.25体积的倒数（体积的倒数（1/V)p/10 Pa51/V1 12 23 30 00.20.20.40.40.60.60.80.8高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）探究结论：探究结论：

5、误差分析：误差分析：1、读数误差。、读数误差。2、漏气。、漏气。高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比的压强跟体积成反比二、玻意耳定律二、玻意耳定律 1、内容：内容：2、表达式：、表达式：3、图像：、图像：CPV 2211VPVPP1/VPVVP1VCP 高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比的压强跟体积成反比二、玻意耳定律二、玻意耳定律 1、内容：内容：2、表达式：、

6、表达式：3、图像：、图像：CPV 2211VPVP气体质量一定且温度不变气体质量一定且温度不变温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大4、条件：、条件：5、适用范围：、适用范围：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 1、一定质量气体的体积是、一定质量气体的体积是20L时，压强为时，压强为1105Pa。当气体的体积减小到。当气体的体积减小到16L时，压强为时，压强为多大？设气体的温度保持不变。多大？设气体的温度保持不变。2211VpVp解：以气体为研究对象解：以气体为研究对象PaVVpp521121025. 1,10151PapLV201初态：初态：?2pLV162末态：

7、末态：由玻意耳定律：由玻意耳定律：得：得：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）（1 1）明确研究对象（气体）；）明确研究对象（气体）；（2 2）分析过程特点，判断为等温过程；）分析过程特点，判断为等温过程； （3 3）列出初、末状态的）列出初、末状态的 p p、V V 值；值；（4 4）根据）根据 p p1 1V V1 1= =p p2 2V V2 2 列方程求解。列方程求解。利用玻意耳定律的解题思路利用玻意耳定律的解题思路高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）2、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为气体

8、长度为12cm。活塞质量为。活塞质量为20kg，横截面积，横截面积为为100cm。已知大气压强为。已知大气压强为1105Pa。求求：汽缸开口向上时，气体的长度。汽缸开口向上时，气体的长度。高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）2211LpLp解解：以缸内封闭气体为研究对象，以缸内封闭气体为研究对象，,101501PappSLV11初态：初态：cmpLpL102112,102 . 1502PaSmgppSLV22末态：末态：2211VpVp由玻意耳定律由玻意耳定律 得得mgSpSp02由活塞受力平衡得：由活塞受力平衡得：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）

9、如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，如图所示，汽缸内封闭着一定温度的气体，气体长度为气体长度为12cm。活塞质量为。活塞质量为20kg，横截面积，横截面积为为100cm。已知大气压强为。已知大气压强为1105Pa。求求：汽缸汽缸开口向下开口向下时，气体的长度。时，气体的长度。一题多变一题多变高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 一定质量的气体，在温度不变的情况下，它一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比的压强跟体积成反比二、玻意耳定律二、玻意耳定律 1、内容：内容：2、表达式：、表达式：CPV 2211VPVP气体质量一定且温度不变气体质量一定且温度不变

10、温度不太低，压强不太大温度不太低，压强不太大3、条件：、条件：4、适用范围：、适用范围：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）三、等温变化图象（三、等温变化图象（P-V 图像）图像）过原点的直线过原点的直线双曲线的一支双曲线的一支 特点特点:(1)等温线是双曲线的一支。等温线是双曲线的一支。高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 同一气体，不同温度下等温线是不同的，你同一气体，不同温度下等温线是不同的，你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你能判断那条等温线是表示温度较高的情形吗？你是根据什么理由作出判断的？是根据什么理由作出判断的？Vp1230结论：结

11、论：T3T2T1三、等温变化图象（三、等温变化图象（P-V 图像）图像）高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）三、等温变化图象（三、等温变化图象（P-V 图像）图像） 特点特点:(1)等温线是等温线是双曲线双曲线的的一支一支。Vp1230(2)温度越高温度越高，其等温线离原点，其等温线离原点越远越远。T3T2T1(3)等温线上的某点表示气体的一个确定状态，等温线上的某点表示气体的一个确定状态， 同一条等温线上的同一条等温线上的各点温度各点温度相同相同。AB高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 例例3：一定质量的气体由状态一定质量的气体由状态A沿直线变到状沿

12、直线变到状态态B的过程如图所示，的过程如图所示，A、B位于同一双曲线位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（上，则此变化过程中，温度（ ） A、一直下降、一直下降 B、先上升后下降、先上升后下降 C、先下降后上升、先下降后上升 D、一直上升、一直上升B高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）做一做做一做用传感器和计算机用传感器和计算机探究探究气体等温变化气体等温变化的规律的规律高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）1、内容：内容： 一定质量一定质量的某种气体，在的某种气体，在温度不变温度不变的的情况下，压强情况下，压强p与体积与体积V成成反比反比 2、公式：公

13、式： pV = C 或或 p1V1=p2V2 3、图象：图象：玻意耳定律：玻意耳定律：高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3） 1、如图所示，、如图所示， 长为长为1m，开口竖直向上的玻，开口竖直向上的玻璃管内，封闭着长为璃管内，封闭着长为15cm的水银柱，封闭气体的的水银柱，封闭气体的长度为长度为20cm，已知大气压强为，已知大气压强为75cmHg，求，求：（1）玻璃管水平放置时，玻璃管水平放置时， 管内气体的长度。管内气体的长度。（2）玻璃管开口竖直向下时，）玻璃管开口竖直向下时， 管内气体的长度。管内气体的长度。 （假设水银没有流出）（假设水银没有流出）15cm20cm高

14、二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）解解：(1)以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态以管内气体为研究对象，管口竖直向上为初态: 设管横截面积为设管横截面积为S，则，则 P1=751590cmHg V1=20S 水平放置为末态，水平放置为末态，P2=75cmHg 由玻意耳定律由玻意耳定律P1V1=P2V 2得：得： V2=P1V1P2=（9020S）75=24S 所以，管内气体长所以，管内气体长24cm (2)以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态以管口竖直向上为初态，管口竖直向下为末态 P2=751560cmHg 由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：V2= P1V1P230

15、S 所以，管内气体长所以，管内气体长30cm 因为因为30cm15cm100cm，所以水银不会流出，所以水银不会流出高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）2、某个容器的容积是、某个容器的容积是10L，所装气体的压强是，所装气体的压强是20105Pa。如果温度保持不变，把容器的开关。如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？设大气压是几？设大气压是1.0105Pa。 就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质就容器而言，里面气体的跑了，似乎是变质量问题，但是若我们视容器内气体量问题，但是若我们视容器内气体“出而不走出而不走”，那么质量就不变了。，那么质量就不变了。高二物理组高二物理组气气 体（选修体（选修3-33-3）解：设容器原装气体为研究对象解：设容器原装气体为研究对象初态初态 p p1 1=20=2010105 5Pa VPa V1 1=10L=10L末态末态 p p2 2=1.0=1.0105Pa V105Pa V2 2= =？由玻意耳定律由玻意耳定律 p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得即剩下的气体为原来的即剩下的气体为原来的5 5。高二物理组高二物理组气气 体（选